專利名稱：液壓驅動風扇的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓驅動風扇的控制裝置。
背景技術：
液壓驅動風扇搭載于建筑機械，用于向散熱器或油冷卻器鼓風。在專利文獻1中記載有如下所述的液壓驅動風扇的控制裝置，該液壓驅動風扇的 控制裝置具備發動機；通過發動機驅動的容量可變型液壓泵；由從該容量可變型液壓泵 供給的壓力油驅動的液壓電動機；由該液壓電動機驅動的液壓驅動風扇；控制容量可變型 液壓泵的斜盤的控制閥；向控制閥發送電流指令的控制器。并且，當向控制器輸入發動機水 溫、工作油溫、發動機轉速時，控制器算出與發動機水溫、工作油溫、發動機轉速對應的目標 風扇轉速，并生成為了使風扇轉速成為目標風扇轉速所必須的電流指令而向控制閥發送， 利用開環控制使風扇轉速與目標轉速一致。在專利文獻2中記載有與專利文獻1所記載的結構相同的液壓驅動風扇的控制裝 置。在專利文獻2中，為了防止在從液壓泵到液壓電動機的油路中出現峰值壓力、或者液壓 電動機的出口壓力引起壓力波動，在發動機起動時，向控制閥發送電流指令，使得將風扇最 低轉速維持一定時間后，逐漸增加風扇轉速使其達到目標轉速。在專利文獻2中，風扇轉速 的控制通過反饋控制、PI控制(比例、積分控制)進行。專利文獻1 日本特開2000-130164號公報專利文獻2 日本特開2005-76525號公報在專利文獻1中，由于利用開環控制使風扇轉速與目標轉速一致，因此，無法準確 地控制風扇轉速。為了準確控制風扇轉速，考慮將實際的風扇轉速等作為反饋量，以使目標風扇轉 速與實際的風扇轉速的控制偏差為零的方式進行反饋控制。在對轉速進行反饋控制時，為 了積極地消除控制偏差，即使存在干擾也不會產生穩態偏差，控制性良好地使風扇轉速與 目標值一致，而至少需要進行PI (比例、積分)控制。這里，眾所周知，PI (比例、積分)控 制是控制系統的操作量相對于控制偏差進行比例動作及積分動作的控制。然而，若直接將反饋控制、PI控制用于風扇轉速的控制，則在液壓回路中容易產生 峰值壓力或壓力波動。這是由于，當進行反饋控制、PI控制時，向控制閥發送的電流指令的 響應性好，容量可變型液壓泵的噴出流量容易變動。因此，在從液壓泵到液壓電動機的油路 中容易出現峰值壓力，或者液壓電動機的出口壓力容易引起壓力波動。若產生峰值壓力或 壓力波動，則會對構成液壓回路的液壓電動機等液壓設備造成惡劣影響。另外，在專利文獻2中，只不過是逐漸增加風扇轉速。這里，液壓泵的噴出流量不 僅受風扇轉速的影響，還受到發動機轉速的影響。因此，在進行反饋控制、PI控制的專利文 獻2中，若發動機轉速變動，則與此相應地向控制閥發送的電流指令變化且容量可變型液 壓泵的噴出流量變動。因此，在專利文獻2中，當發動機轉速變動時，無法抑制峰值壓力或 壓力波動的發生。
發明內容
本發明鑒于上述情況而提出，其要解決的課題是，在將液壓驅動風扇的風扇轉速 控制成目標風扇轉速時，能夠準確地使風扇轉速與目標轉速一致，并且，能夠抑制在液壓回 路中產生峰值壓力或壓力波動的情況。本發明的第一方面提供一種液壓驅動風扇的控制裝置，其具備液壓電動機；由 該液壓電動機驅動的液壓驅動風扇；根據所施加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓 力油的流量的控制閥，所述液壓驅動風扇的控制裝置以使指令風扇轉速相對于液壓驅動風 扇的目標風扇轉速與反饋量的控制偏差至少進行比例動作及積分動作的方式進行反饋控 制，所述液壓驅動風扇的控制裝置的特征在于，具備在目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上的期間，省略積分項而 算出指令風扇轉速的第一指令值算出機構；在目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值的期間，在比例項上附加 積分項而算出指令風扇轉速的第二指令值算出機構；根據算出的指令風扇轉速來算出控制閥的目標閥控制量的目標閥控制量算出機 構；以控制閥達到目標閥控制量的方式向控制閥輸出閥控制量的控制機構。本發明的第二方面提供一種液壓驅動風扇的控制裝置，其具備液壓電動機；由 該液壓電動機驅動的液壓驅動風扇；根據所施加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓 力油的流量的控制閥，所述液壓驅動風扇的控制裝置以使指令風扇轉速相對于液壓驅動風 扇的目標風扇轉速與反饋量的控制偏差至少進行比例動作及積分動作的方式進行反饋控 制，所述液壓驅動風扇的控制裝置的特征在于，具備根據指令風扇轉速算出控制閥的目標閥控制量的目標閥控制量算出機構；以使控制閥在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥控制量的方式 向控制閥輸出閥控制量的控制機構。本發明的第三方面以第一方面的液壓驅動風扇的控制裝置為基礎，其特征在于， 控制機構以使控制閥在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥控制量的方式 向控制閥輸出閥控制量。根據本發明，當目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上，需要使 控制閥大幅動作時，由于中止積分動作，因此，能夠抑制由于積分動作使控制閥(液壓泵的 斜盤)大幅動作、由此向液壓電動機供給的流量大幅變化的情況。因此，能夠抑制在液壓回 路中出現峰值壓力、或者產生壓力波動。另一方面，當目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值，不需要使控 制閥大幅動作時(不需要使液壓泵的斜盤大幅動作時)，由于進行積分動作，因此，通過積 分動作積極地消除控制偏差，即使存在干擾也不會產生穩態偏差，能夠控制性良好地使風 扇轉速與目標風扇轉速一致。如上所述，根據本發明，當將液壓驅動風扇的風扇轉速控制成目標風扇轉速時，能
5夠準確地使風扇轉速與目標轉速一致。另外，能夠抑制在液壓回路中產生峰值壓力或壓力 波動。在本發明的第二方面中，以在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥 控制量的方式向控制閥輸出閥控制量。由此，即使本來需要使控制閥大幅動作時(需要使液壓泵的斜盤大幅動作時)，由 于限制控制閥每單位時間的動作量，因此，能夠抑制控制閥的大幅動作(液壓泵的斜盤的 大幅動作)以及由此引起的向液壓電動機供給的流量大幅變化的情況。因此，能夠抑制在 液壓回路中出現峰值壓力、或者產生壓力波動的情況。另外，由于進行反饋控制、PI控制，因此，通過積分動作積極地消除控制偏差，即使 存在干擾也不會產生穩態偏差，從而能夠控制性良好地使風扇轉速與目標風扇轉速一致。在本發明的第三方面中，第一方面的控制機構與第二方面相同，以在每規定的單 位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥控制量的方式向控制閥輸出閥控制量。從而，即使本來需要使控制閥大幅動作時(需要使液壓泵的斜盤大幅動作時)，由 于限制了控制閥每單位時間的動作量，因此，能夠抑制控制閥的大幅動作(液壓泵的斜盤 的大幅動作)以及由此引起的向液壓電動機供給的流量大幅變化的情況。因此，能夠進一 步抑制在液壓回路中出現峰值壓力、或者產生壓力波動的情況。另外，為了解決上述課題，本發明提供一種液壓驅動風扇的控制方法，其使用了下 述液壓驅動風扇的控制裝置，所述液壓驅動風扇的控制裝置具備液壓電動機；由該液壓 電動機驅動的液壓驅動風扇；根據所施加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓力油的 流量的控制閥，所述液壓驅動風扇的控制裝置根據液壓驅動風扇的目標風扇轉速與反饋量 的控制偏差對指令風扇轉速進行反饋控制，所述液壓驅動風扇的控制方法的特征在于，包括a)根據發動機水溫、工作油溫及發動機轉速算出目標風扇轉速，并檢測實際的風 扇轉速，算出目標風扇轉速與實際的風扇轉速的差來作為控制偏差的步驟；b)當實際的風扇轉速為零時，根據目標風扇轉速算出目標閥控制量，并以在每規 定的單位時間以規定的變化量逐漸達到算出的目標閥控制量的方式算出閥控制量以對控 制閥進行控制的步驟；c)在目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上的期間，根據控制偏 差進行比例動作而算出指令風扇轉速的步驟；d)在目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值的期間，根據控制偏差 進行比例動作及積分動作而算出指令風扇轉速的步驟；e)根據算出的指令風扇轉速算出目標閥控制量，并以每規定的單位時間以規定的 變化量逐漸達到算出的目標閥控制量的方式算出閥控制量以對控制閥進行控制的步驟。另外，為了解決上述課題，在上述液壓驅動風扇的控制方法的算出指令風扇轉速 的步驟中，目標閥控制量為目標風扇轉速，實際的閥控制量為實際的風扇轉速。另外，為了解決上述課題，在上述的液壓驅動風扇的控制方法中，算出到在每規定的單位時間以規定變化量逐漸達到算出的指令風扇轉速為止的 循環數，在該循環數大于規定的閾值的期間，進行比例動作而算出指令風扇轉速，在該循環數在規定的閾值以下的期間，進行比例動作及積分動作而算出指令風扇轉速，在算出所述循環數時，通過從該循環數減1來更新達到循環數。根據本發明，當將液壓驅動風扇的風扇轉速控制成目標風扇轉速時，能夠準確地 使風扇轉速與目標轉速一致，并且，能夠抑制在液壓回路中產生峰值壓力或壓力波動。
圖1是表示實施例的液壓回路的圖。圖2是表示液壓回路的另一結構例的圖。圖3是表示液壓回路的又一結構例的圖。圖4是實施例的控制框圖。圖5是表示由圖4所示的控制器進行的處理的順序的流程圖。圖6(a)、(b)、(C)是對比表示實施例的控制特性與比較例的控制特性的座標圖。圖7是進行與圖5不同的判斷處理的流程圖。圖8是進行與圖5、圖7不同的判斷處理的流程圖。符號說明1 液壓泵2控制閥3 液壓電動機4液壓驅動風扇31第一指令值算出機構32第二指令值算出機構33目標閥控制量算出機構34控制機構
具體實施例方式以下，參照
本發明的液壓驅動風扇的控制裝置的實施方式。實施例1圖1表示實施例的液壓回路。該圖1所示的液壓回路搭載于例如液壓挖掘機等建 筑機械。液壓泵1被作為驅動源的發動機5驅動。在發動機5的輸出軸上安裝有檢測發動 機5的實際轉速ne的發動機轉速傳感器5a。液壓泵1是容量可變型的液壓泵，通過斜盤Ia的變化而使排量即容量q(cc/reV) 變化。液壓泵1的斜盤Ia被控制閥2驅動。通過施加閥控制量I而驅動控制閥2，控制 閥2根據閥控制量I使斜盤Ia變化。閥控制量I以指令電流的形式向控制閥2的電磁螺 線管2a輸出。液壓泵1吸入油箱6內的油，從壓力油噴出口將噴出流量Q(Vmin)的壓力油向噴 出油路7a噴出。另外，返回油路7b與油箱6連通。液壓電動機3是容量固定型的液壓電動機，具有各流入流出口 3A、3B。各流入流出口 3A、3B分別與各流入流出油路8a、8b連通。液壓電動機3的輸出軸連接液壓驅動風扇4的旋轉軸。在液壓驅動風扇4的旋轉 軸上安裝有檢測液壓驅動風扇4的實際轉速Nd的風扇轉速傳感器4a。在上述各流入流出油路8a、8b與噴出油路7a、返回油路7b之間夾設有換向閥。換 向閥9根據風扇正反轉指令，在各控制位置9A、9B變化閥位置。當將換向閥9控制在控制 位置9A時，如圖1所示，噴出油路7a與流入流出油路8a連通，并且，流入流出油路8b與返 回油路7b連通。因此，從液壓泵1噴出的流量Q的壓力油流入液壓電動機3的流入流出口 3A，并且，從液壓電動機3的流入流出口 3B流出的壓力油返回油箱6。由此，液壓電動機3 向正轉方向旋轉，相應地液壓驅動風扇4被向正轉方向旋轉驅動。而當將換向閥9控制在 控制位置9B時，噴出油路7a與流入流出油路8b連通，并且，流入流出油路8a與返回油路 7b連通。因此，從液壓泵1噴出的流量Q的壓力油流入液壓電動機3的流入流出口 3B，并 且，從液壓電動機3的流入流出口 3A流出的壓力油返回油箱6。由此，液壓電動機3向反轉 方向旋轉，相應地液壓驅動風扇4被向反轉方向旋轉驅動。圖1所示的控制閥2通過控制液壓泵1的斜盤la，來實現使向液壓電動機3供給 的壓力油的流量Q變化的功能。實施例2圖2表示在與圖1不同的場所設置相同功能的控制閥2的另一液壓回路結構例。S卩，在圖2所示的液壓回路中，在噴出油路7a的中途設置對該噴出油路7a的開度 進行控制的控制閥2。該圖2所示的控制閥2通過控制噴出油路7a的開度，來實現使向液 壓電動機3供給的壓力油的流量Q變化的功能。實施例3同樣地，圖3也表示在與圖1、圖2不同的場所設置相同功能的控制閥2的又一液 壓回路結構例。需要說明的是，該圖的液壓泵1為容量固定型。S卩，在圖3所示的液壓回路中，設有連通噴出油路7a與返回油路7b的油路7c，在 該油路7c的中途設有對從噴出油路7a向返回油路7b分流的油量進行控制的控制閥2。該 圖3所示的控制閥2通過控制從噴出油路7a向返回油路7b分流的油量，來實現使向液壓 電動機3供給的壓力油的流量Q變化的功能。圖4表示實施例的控制框圖。如該圖4所示，除檢測發動機轉速ne的傳感器5a、檢測風扇轉速Nd的傳感器4a 以外，還設有檢測工作油溫to、發動機水溫tw的傳感器。將由各傳感器檢測出的檢測值向 控制器30輸入。控制器30包括目標風扇轉速算出部35、控制偏差算出部36、風扇轉速PI控制部 37、目標電動機流量算出部38、目標泵容量算出部39、閥控制量算出部40。目標風扇轉速算出部35根據發動機水溫tw、工作油溫to、發動機轉速ne算出液 壓驅動風扇4的目標風扇轉速Nt。在發動機水溫tw、工作油溫to、發動機轉速ne與液壓驅 動風扇4的目標風扇轉速Nt之間成立唯一的(一義的)對應關系。目標風扇轉速算出部 35根據該唯一的對應關系，算出與發動機水溫tw、工作油溫to、發動機轉速ne的各當前檢 測值對應的目標風扇轉速Nt。控制偏差算出部36算出目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的控制偏差ε (=
8Nt-Nd)。為了使指令風扇轉速Nf相對于目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的控制偏 差ε進行比例動作及積分動作而設置風扇旋轉PI控制部37。風扇旋轉PI控制部37具備第一指令值算出機構31和第二指令值算出機構32。如后所述，當輸入請求停止積分指令時，第一指令值算出機構31不對積分項 Ki-/ ε中的/ ε進行積分，將輸入請求停止積分指令前的積分值作為保持的固定值(將 該固定值設為Zlri)。因此，如下式(1)所示，指令風扇轉速Nf基本上僅通過比例項Kp · ε 進行變化。Nf = Nt+Kp · ε +Zlri ... (1)需要說明的是，本專利權利要求書中的“省略積分項”包括上述的“不對積分項 Ki- / ε進行積分而作為固定值，僅通過比例項Kp · ε使指令風扇轉速Nf變化”的概念。在解除請求停止積分指令時，即在輸入解除停止積分指令時，第二指令值算出機 構32如下式(2)所示，在比例項Κρ· ε上附加積分項Ki· / ε而算出指令風扇轉速Nf。Nf = Nt+Kp · ε +Ki · / ε …(2)需要說明的是，在上述(1)、(2)式中，Kp是比例增益(固定值)，Ki為積分增益 (固定值)。目標電動機流量算出部38根據指令風扇轉速Nf算出需要向液壓電動機3供給的 壓力油的目標流量Q。即，與流入液壓電動機3的壓力油的流量Q的增加成比例地增加液壓 驅動風扇4的旋轉軸的轉速。由此，在指令風扇轉速Nf與向液壓電動機3供給的壓力油的 流量Q之間成立唯一的比例關系。目標電動機流量算出部38根據該唯一的比例關系進行 將指令風扇轉速Nf轉換成需要向液壓電動機3供給的目標電動機流量Q的運算。目標泵容量算出部39根據上述的目標電動機流量Q算出液壓泵3的目標泵容量 q。S卩，將常數設為K，在液壓泵1的目標泵容量q、發動機轉速ne與目標電動機流量Q之間 成立下式(3)所示的關系。Q = q · ne · K ... (3)目標泵容量算出部39根據上述關系，使用發動機轉速ne進行將目標電動機流量 Q轉換成液壓泵3的目標泵容量q的運算。以下，對閥控制裝置算出部進行說明，在本實施例中，以閥控制量增加時風扇泵噴 出量也增加這一特性為前提進行說明。閥控制量算出部40根據上述目標泵容量q算出需要施加給控制閥2的目標閥控 制量In，并將該閥控制量In向控制閥2輸出。另外，閥控制量算出部40如下式(4)所示， 判斷目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I是小于規定的閾值A還是在該閾值A 以上。Δ I < A ( Δ I = In-I^1) ... (4)當判斷目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I在規定的閾值A以上時， 對風扇旋轉PI控制部37輸出請求停止積分指令。與此相對，當判斷目標閥控制量In與實 際的閥控制量Ilri的差Δ I小于規定的閾值A時，對風扇旋轉PI控制部37輸出解除停止 積分指令。目標電動機流量算出部38、目標泵容量算出部39、閥控制量算出部40構成目標閥控制量算出機構33、控制機構34。目標閥控制量算出機構33根據由風扇旋轉PI控制部37算出的指令風扇轉速Nf 算出控制閥2的目標閥控制量In。控制機構34根據下式(5)算出閥控制量I，并將其向控制閥2輸出。S卩，控制機構 34以在每規定的單位時間(一個循環)以規定的變化量△ i逐漸達到目標閥控制量In的 方式向控制閥2輸出閥控制量I。I = In^1+ Δ i ...(5)需要說明的是，循環數η在每規定的單位時間進1，將Ilri作為實際的閥控制量 (前次的閥控制量)，將I作為本次的閥控制量。Δ i與每一個循環中液壓泵1的斜盤Ia變 化的量對應，是預先確定的固定值。以下，同時參照圖5說明由該圖4所示的控制器30進行的處理。即，如該圖5所示，通過各傳感器檢測發動機水溫tw、工作油溫to、發動機轉速ne， 并將這些值向控制器30的目標風扇轉速算出部35輸入(步驟101)。接下來，目標風扇轉速算出部35算出與發動機水溫tw、工作油溫to、發動機轉速 ne的各當前的檢測值對應的目標風扇轉速Nt (步驟102)。接下來，通過風扇轉速傳感器4a檢測實際的風扇轉速Nd，并將該值向控制偏差算 出部36輸入(步驟103)。此時，在實際的風扇轉速為零時，根據目標風扇轉速算出目標閥控制量，如后所 述，以在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到算出的目標閥控制量的方式算出閥控 制量，并對控制閥進行控制。接下來，控制偏差算出部36算出目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的控制偏 差 ε ( = Nt-Nd)(步驟 104)。接下來，風扇旋轉PI控制部37被輸入請求停止積分指令及解除停止積分指令，判 斷積分有效標記是有效還是無效(步驟105)。當積分有效標記無效時(步驟105的判斷為否)，風扇旋轉PI控制部37的第一指 令值算出機構31不對偏差積分項Ki ·/ ε中的/ ε進行積分，將輸入請求停止積分指令 前的值作為保持的固定值(將該固定值設為Zlri)(步驟106’)。因此，如下式(1)所示，指 令風扇轉速Nf基本上僅通過偏差比例項Kp · ε進行變化。Nf = Nt+Kp · ε+Zlri ... (1)(步驟 107)當積分有效標記有效時(步驟105的判斷為是)，風扇旋轉PI控制部37的第二指 令值算出機構32如下式(2)所示，在偏差比例項Kp · ε上加上偏差積分項Ki- / ε (步 驟106)而算出指令風扇轉速Nf。Nf = Nt+Kp · ε+Ki · / ε ...(2)(步驟 107)接下來，目標閥控制量算出機構33(目標電動機流量算出部38、目標泵容量算出 部39、閥控制量算出部40)根據由上述的風扇旋轉PI控制部37算出的指令風扇轉速Nf，使 用由發動機轉速傳感器5a檢測出的發動機轉速ne來算出控制閥2的目標閥控制量In(步 驟 108)。
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接下來，閥控制量算出部40如下式(6)所示，算出目標閥控制量In與實際的閥控 制量Ilri的差Δ I、ΔΙ = In-Ilri ... (6)(步驟 109)。接下來，閥控制量算出部40如下式(4)所示，判斷目標閥控制量In與實際的閥控 制量Ilri的差Δ I是小于規定的閾值A還是在該閾值A以上。Δ I = In-In^1 < A ...(4)(步驟 110)當該判斷的結果為判斷出目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I在規定 的閾值A以上時(步驟110的判斷為否)，對風扇旋轉PI控制部37輸出請求停止積分指 令，使積分有效標記無效(步驟111)。與此相對，當判斷出目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I小于規定的 閾值A時(步驟110的判斷為是)，對風扇旋轉PI控制部37輸出解除停止積分指令，使積 分有效標記有效(步驟112)。接下來，控制機構34根據下式(5)算出本次的閥控制量I，并將其向控制閥2輸 出。即，控制機構34以在每規定的單位時間(一個循環)以規定的變化量Ai逐漸達到目 標閥控制量In的方式向控制閥2輸出閥控制量I。I = In^1+ Δ i ...(5)(步驟 113)接下來，使用圖6對本實施例的效果進行說明。在圖6(a)、(b)、(c)中，對比示出實施例的控制特性與比較例的控制特性。在圖 中，虛線表示目標風扇轉速Nt，實線表示實際的風扇轉速Nd。圖6表示目標風扇轉速Nt以 梯形形狀變化的情況。圖6 (a)表示比較例的控制特性。圖6 (a)表示利用開環控制對風扇轉速進行控制 以使其在每單位時間的變化量不固定地與目標風扇轉速相一致的情況下的控制特性。如該 圖6(a)所示可知，通過開環控制無法使風扇轉速與目標值一致。圖6(b)表示比較例的控制特性。圖6(b)表示利用反饋控制、PI控制對風扇轉速 進行控制以使其與目標風扇轉速相一致的情況下的控制特性。如該圖6(b)所示，通過反饋 控制、PI控制，能夠積極地消除控制偏差，即使存在干擾也不會產生穩態偏差，能夠控制性 良好地使風扇轉速與目標值一致。然而可知，若將反饋控制、PI控制直接用于風扇轉速的 控制，則會產生過調節、且容易在液壓回路中產生峰值壓力或壓力波動。圖6(c)表示實施例的控制特性。根據本實施例，在將液壓驅動風扇4的風扇轉速 控制成目標風扇轉速時，能夠準確地使風扇轉速與目標轉速一致。另外，通過固定每單位時 間的變化量，能夠消除控制閥2的大幅變動(液壓泵1的斜盤Ia的大幅變動)，抑制產生過 調節以及在液壓回路中產生峰值壓力或壓力波動的情況。可以對上述實施例實施各種變形。在上述的實施例中，控制機構34如上述(5)式(I = In^1+Δ i)所示，以在每規定 的單位時間(一個循環)以規定的變化量Ai逐漸達到目標閥控制量In的方式向控制閥2 輸出閥控制量I (圖5的步驟113)，但作為控制機構34，只要是能夠以使控制閥2達到目標 閥控制量In的方式向控制閥2輸出閥控制量I的機構即可。
在上述的實施例中，當判斷出目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I在 規定的閾值A以上時(圖5的步驟110的判斷為否)，輸出請求停止積分指令并使積分有 效標記無效(圖5的步驟111)，從而停止積分動作，但也可以無論上述差Δ I是否在規定的 閾值A以上，都始終進行積分動作。即，可以如下實施始終進行PI控制，根據上述(2)式 (Nf = Nt+Kp · ε +Ki · / ε)算出指令風扇轉速Nf，并根據該算出的指令風扇轉速Nf算出 目標閥控制量Ιη，如上述(5)式(I = In^1+Δ i)所示，以在每規定的單位時間(一個循環) 以規定的變化量Δ i逐漸達到目標閥控制量In的方式向控制閥2輸出閥控制量I (圖5的 步驟113)。另外，在上述的實施例中，通過判斷目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差 AI(In-Ilri)是小于規定的閾值A還是在該閾值A以上，來判斷是否進行積分控制(圖5的 步驟110)，但也可以不直接求解目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I (In-Ilri)， 而是通過其它的判斷方法判斷“目標閥控制量In與實際的閥控制量Ilri的差Δ I (In-Ilri) 是小于規定的閾值A還是在該閾值A以上”。圖7是與圖5相同的控制流程圖，表示通過其它判斷方法判斷是否進行積分控制 的其它實施例。在該圖7中，標注了與圖5相同的步驟編號的部分與圖5的內容相同，因此 省略說明。在圖7中，代替圖5的步驟108、109、110而實施以下的步驟1109、1110的處理。S卩，如下式(7)所示，算出目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的差的絕對值 Δ N,Δ N = I Nt-Nd | ... (7)(步驟 1109)。接下來，如下式(8)所示，判斷目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的差的絕對 值ΔΝ是小于規定的閾值A'還是在該閾值A'以上。ΔΝ = |Nt-Nd| < A' ... (8)(步驟 1110)當該判斷的結果為判斷出目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的差的絕對值 ΔΝ在規定的閾值A'以上時(步驟1110的判斷為否)，對風扇旋轉PI控制部37輸出請求 停止積分指令，使積分有效標記無效(步驟111)。與此相對，當判斷出目標風扇轉速Nt與實際的風扇轉速Nd的差的絕對值Δ N小 于規定的閾值A'時(步驟1110的判斷為是)，對風扇旋轉PI控制部37輸出解除停止積 分指令，使積分有效標記有效(步驟112)。圖8是與圖5、圖7相同的控制流程圖，表示通過與圖5、圖7不同的其它判斷方法 判斷是否進行積分控制的其它實施例。在該圖8中，標注了與圖5相同的步驟編號的部分 與圖5的內容相同，因此省略說明。在圖8中，代替圖5的步驟109、110而實施以下的步驟 2109,2110的處理。另外，在步驟111、112與步驟113之間進行以下的步驟2114的處理。S卩，如下式(9)所示，算出達到目標閥控制量In為止的達到循環數Ct，Ct = (In-In^1)ZAi ...(9)。達到循環數Ct是表示當在步驟113中根據(5)式(I = In^1+Δ i)進行在每一個 循環以規定變化量Δ i使控制閥2的閥控制量I變化的控制時、之后經過多少個循環達到 目標閥控制量In的循環數(步驟2109)。接下來，如下式(10)所示，判斷達到循環數Ct是大于規定的閾值0還是在該閾值
120以下。Ct ^ 0 ...(10)(步驟 2110)當該判斷的結果為判斷出達到循環數Ct大于規定的閾值0時(步驟2110的判斷 為否)，對風扇旋轉PI控制部37輸出請求停止積分指令，使積分有效標記無效(步驟111)。與此相對，當判斷出達到循環數Ct在規定的閾值0以下時(步驟2110的判斷為 是)，對風扇旋轉PI控制部37輸出解除停止積分指令，使積分有效標記有效(步驟112)。以下，通過下述(11)式Ct = Ct-I ...(11)，從達到循環數Ct減1以更新達到循環數Ct (步驟2114)，控制機構34根據上述 (5)式(I = Ilri+Δ i)，以在每規定的單位時間(一個循環)以規定的變化量Δ i逐漸達到 目標閥控制量In的方式向控制閥2輸出閥控制量I (步驟113)。需要說明的是，在上述各實施例中，設想了將由風扇轉速傳感器4a檢測的風扇轉 速Nd作為反饋量的情況，但只要是表示實際的風扇轉速Nd的控制量即可，也可以將溫度或 流量、壓力變化等作為反饋量而進行反饋控制。此外，在上述各實施例中，對進行PI控制而不進行D (微分)控制進行了說明，但 只要至少進行PI控制即可，也可以進行PID(比例、積分、微分)控制。此外，在上述各實施例中，記載了容量可變型風扇泵的控制法，但也可以使用容量 可變型風扇電動機實施相同的控制。產業上的可利用性本發明在將液壓驅動風扇的風扇轉速控制成目標風扇轉速時，能夠準確地使風扇 轉速與目標轉速一致，并且，能夠抑制在液壓回路中產生峰值壓力或壓力波動的情況，產業 上的可利用性高。
1權利要求
一種液壓驅動風扇的控制裝置，其具備液壓電動機；由該液壓電動機驅動的液壓驅動風扇；根據所施加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓力油的流量的控制閥，所述液壓驅動風扇的控制裝置以使指令風扇轉速相對于液壓驅動風扇的目標風扇轉速與反饋量的控制偏差至少進行比例動作及積分動作的方式進行反饋控制，所述液壓驅動風扇的控制裝置的特征在于，具備在目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上的期間，省略積分項而算出指令風扇轉速的第一指令值算出機構；在目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值的期間，在比例項上附加積分項而算出指令風扇轉速的第二指令值算出機構；根據算出的指令風扇轉速來算出控制閥的目標閥控制量的目標閥控制量算出機構；以控制閥達到目標閥控制量的方式向控制閥輸出閥控制量的控制機構。
2.一種液壓驅動風扇的控制裝置，其具備液壓電動機；由該液壓電動機驅動的液壓 驅動風扇；根據所施加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓力油的流量的控制閥，所 述液壓驅動風扇的控制裝置以使指令風扇轉速相對于液壓驅動風扇的目標風扇轉速與反 饋量的控制偏差至少進行比例動作及積分動作的方式進行反饋控制，所述液壓驅動風扇的控制裝置的特征在于，具備根據指令風扇轉速算出控制閥的目標閥控制量的目標閥控制量算出機構；以使控制閥在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥控制量的方式向控 制閥輸出閥控制量的控制機構。
3.根據權利要求1所述的液壓驅動風扇的控制裝置，其特征在于，控制機構以使控制閥在每規定的單位時間以規定的變化量逐漸達到目標閥控制量的 方式向控制閥輸出閥控制量。
4.一種液壓驅動風扇的控制方法，其使用了下述液壓驅動風扇的控制裝置，所述液壓 驅動風扇的控制裝置具備液壓電動機；由該液壓電動機驅動的液壓驅動風扇；根據所施 加的閥控制量來改變向液壓電動機供給的壓力油的流量的控制閥，所述液壓驅動風扇的控 制裝置根據液壓驅動風扇的目標風扇轉速與反饋量的控制偏差對指令風扇轉速進行反饋 控制，所述液壓驅動風扇的控制方法的特征在于，包括a)根據發動機水溫、工作油溫及發動機轉速算出目標風扇轉速，并檢測實際的風扇轉 速，算出目標風扇轉速與實際的風扇轉速的差來作為控制偏差的步驟；b)當實際的風扇轉速為零時，根據目標風扇轉速算出目標閥控制量，并以在每規定的 單位時間以規定的變化量逐漸達到算出的目標閥控制量的方式算出閥控制量以對控制閥 進行控制的步驟；c)在目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上的期間，根據控制偏差進 行比例動作而算出指令風扇轉速的步驟；d)在目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值的期間，根據控制偏差進行 比例動作及積分動作而算出指令風扇轉速的步驟；e)根據算出的指令風扇轉速算出目標閥控制量，并以在每規定的單位時間以規定的變 化量逐漸達到算出的目標閥控制量的方式算出閥控制量以對控制閥進行控制的步驟。
5.根據權利要求4所述的液壓驅動風扇的控制方法，其特征在于，在算出指令風扇轉速的步驟中，目標閥控制量為目標風扇轉速，實際的閥控制量為實 際的風扇轉速。
6.根據權利要求4所述的液壓驅動風扇的控制方法，其特征在于，算出到在每規定的單位時間以規定變化量逐漸達到算出的指令風扇轉速為止的循環數，在該循環數大于規定的閾值的期間，進行比例動作而算出指令風扇轉速，在該循環數 在規定的閾值以下的期間，進行比例動作及積分動作而算出指令風扇轉速， 在算出所述循環數時，通過從該循環數減1來更新達到循環數。
全文摘要
本發明提供一種液壓驅動風扇的控制裝置，其在將液壓驅動風扇的風扇轉速控制成目標風扇轉速時，能夠準確地使風扇轉速與目標轉速一致，且能夠抑制在液壓回路中產生峰值壓力或壓力波動的情況。所述液壓驅動風扇的控制裝置的特征在于，具備在目標閥控制量與實際的閥控制量的差在規定的閾值以上的期間，省略積分項而算出指令風扇轉速的第一指令值算出機構；在目標閥控制量與實際的閥控制量的差小于規定的閾值的期間，在比例項上附加積分項而算出指令風扇轉速的第二指令值算出機構；根據算出的指令風扇轉速來算出控制閥的目標閥控制量的目標閥控制量算出機構；以控制閥達到目標閥控制量的方式向控制閥輸出閥控制量的控制機構。
文檔編號F01P7/04GK101981322SQ200980110989
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月24日 優先權日2008年3月31日
發明者今泉雅明, 小野寺由孝, 池上勝博 申請人:株式會社小松制作所